JP2023067438A - Method for manufacturing non-pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非空気圧タイヤの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing non-pneumatic tires.
従来、車両からの荷重を支持する支持構造体と、支持構造体よりもタイヤ径方向で外側に位置し、タイヤ周方向に沿って延びているトレッドと、を備える非空気圧タイヤが知られている。 Conventionally, a non-pneumatic tire is known that includes a support structure that supports a load from a vehicle, and a tread that is located radially outside the support structure and extends along the tire circumferential direction. .
非空気圧タイヤは、支持構造体からトレッドが剥離すると、車両の走行に支障を来すため、支持構造体とトレッドとの間の接着力を確保することが望まれている。 In a non-pneumatic tire, if the tread peels off from the support structure, the running of the vehicle will be hindered. Therefore, it is desired to secure the adhesive force between the support structure and the tread.
そこで、特許文献1では、主鎖に二重結合を有するイソシアネート末端プレポリマーと、有機スルフィドと、ジメチルチオトルエンジアミンと、を含有するポリウレタン組成物を硬化させて支持構造体を製造することが記載されている。 Therefore, in Patent Document 1, it is described that a support structure is produced by curing a polyurethane composition containing an isocyanate-terminated prepolymer having a double bond in the main chain, an organic sulfide, and dimethylthiotoluenediamine. It is
また、特許文献2では、支持構造体の内側環状部と外側環状部とを連結する連結構造部に含まれる樹脂の150℃における貯蔵弾性率を8MPa以上とすることが記載されている。
Further,
しかしながら、特許文献1および特許文献2では、特定の化学構造または特定の物性を有する樹脂を含む支持構造体を使用する必要がある。
However, in
本発明は、特定の化学構造または特定の物性を有する樹脂を含む支持構造体を使用せずに、支持構造体とトレッドとの間の接着力を確保することが可能な非空気圧タイヤの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a method for manufacturing a non-pneumatic tire capable of ensuring adhesion between a support structure and a tread without using a support structure containing a resin having a specific chemical structure or specific physical properties. intended to provide
本発明の一態様は、樹脂を含む支持構造体と、前記支持構造体よりもタイヤ径方向で外側に位置しており、タイヤ周方向に沿って延びているトレッドと、を備える非空気圧タイヤを製造する方法であって、前記支持構造体の前記タイヤ径方向で外側の面を、ぬれ張力が40mN/m以上60mN/m以下になるように表面改質する工程と、前記支持構造体の表面改質された面に加硫接着剤を塗布する工程と、前記加硫接着剤が塗布された支持構造体と、トレッド用ゴム組成物と、を加硫接着させる工程を含む。 One aspect of the present invention provides a non-pneumatic tire comprising a support structure containing a resin, and a tread located outside the support structure in the tire radial direction and extending along the tire circumferential direction. A method for manufacturing, comprising a step of surface-modifying the outer surface of the support structure in the tire radial direction so that the wet tension is 40 mN / m or more and 60 mN / m or less, and the surface of the support structure It includes a step of applying a vulcanizing adhesive to the modified surface, and a step of vulcanizing bonding the support structure to which the vulcanizing adhesive is applied and the tread rubber composition.
前記表面改質は、コロナ処理またはプラズマ処理による表面改質であってもよい。 The surface modification may be surface modification by corona treatment or plasma treatment.
前記樹脂は、ウレタン樹脂であり、前記加硫接着剤は、ハロゲン化ポリマーを含んでもよい。 The resin may be a urethane resin, and the vulcanization adhesive may contain a halogenated polymer.
本発明によれば、特定の化学構造または特定の物性を有する樹脂を含む支持構造体を使用せずに、支持構造体とトレッドとの間の接着力を確保することが可能な非空気圧タイヤの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a non-pneumatic tire capable of ensuring adhesion between a support structure and a tread without using a support structure containing a resin having a specific chemical structure or specific physical properties. A manufacturing method can be provided.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態の非空気圧タイヤの製造方法は、樹脂を含む支持構造体と、支持構造体よりもタイヤ径方向で外側に位置しており、タイヤ周方向に沿って延びているトレッドと、を備える非空気圧タイヤを製造する方法である。 A method for manufacturing a non-pneumatic tire according to the present embodiment includes a support structure containing a resin, and a tread located outside the support structure in the tire radial direction and extending along the tire circumferential direction. A method for manufacturing a non-pneumatic tire.
図1に、本実施形態の非空気圧タイヤを示す。非空気圧タイヤ1は、支持構造体10と、トレッド50と、を備える。ここで、支持構造体10は、樹脂を含み、車両からの荷重を支持する。また、トレッド50は、支持構造体10よりもタイヤ径方向Xで外側に位置しており、タイヤ周方向Cに沿って延びている。なお、非空気圧タイヤ1の構造の詳細については、後述する。
FIG. 1 shows a non-pneumatic tire of this embodiment. A non-pneumatic tire 1 comprises a
図2に、非空気圧タイヤ1の製造方法の一例を示す。非空気圧タイヤ1を製造する際には、まず、支持構造体10のタイヤ径方向Xで外側の面を表面改質する。このとき、支持構造体10の表面改質された面のぬれ張力は、40mN/m以上60mN/m以下であり、50mN/m以上55mN/m以下であることが好ましい。支持構造体10の表面改質された面のぬれ張力が40mN/m以上60mN/m以下であると、支持構造体10とトレッド50との間の接着力が向上する。
FIG. 2 shows an example of a method for manufacturing the non-pneumatic tire 1. As shown in FIG. When manufacturing the non-pneumatic tire 1, first, the outer surface of the
表面改質方法としては、特に限定されないが、コロナ処理により表面改質する方法、プラズマ処理により表面改質する方法等が挙げられる。 The surface modification method is not particularly limited, but includes a method of surface modification by corona treatment, a method of surface modification by plasma treatment, and the like.
支持構造体10のタイヤ径方向Xで外側の面を、コロナ処理またはプラズマ処理により表面改質する際には、例えば、非空気圧タイヤ1の軸心Oを回転軸として、支持構造体10を回転させながら放電する。
When the outer surface of the
次に、支持構造体10の表面改質された面に加硫接着剤2を塗布する。このとき、支持構造体10を表面改質した後、24時間以内に加硫接着剤2を塗布することが好ましく、12時間以内に加硫接着剤2を塗布することがより好ましい。支持構造体10を表面改質した後、24時間以内に加硫接着剤2を塗布すると、支持構造体10とトレッド50との間の接着力が向上する。
A
加硫接着剤2の塗布膜厚は、1.0μm以上23.0μm以下であることが好ましく、5.0μm以上20.0μm以下であることがより好ましい。加硫接着剤2の塗布膜厚が1.0μm以上23.0μm以下であると、支持構造体10とトレッド50との間の接着力が向上する。
The coating film thickness of the
なお、加硫接着剤2は、必要に応じて、乾燥させてもよい。乾燥条件は、特に限定されないが、例えば、50℃以上80℃以下の温度で5分以上10分以下である。
In addition, the
次に、支持構造体10の加硫接着剤2が塗布された面にトレッド用ゴム組成物3を貼着させた後、加硫装置を用いて、加熱加圧することにより、支持構造体10と、トレッド用ゴム組成物3と、を加硫接着させる。
Next, after the
支持構造体10と、トレッド用ゴム組成物3と、を加硫接着させる際の加圧圧力は、0.6MPa以上であることが好ましく、0.8MPa以上であることがより好ましい。支持構造体10と、トレッド用ゴム組成物3と、を加硫接着させる際の加圧圧力が0.6MPa以上であると、支持構造体10とトレッド50との間の接着力が向上する。
The pressure applied when vulcanizing and bonding the
ここで、支持構造体10のタイヤ径方向Xで外側の面のぬれ張力が40mN/m以上60mN/m以下であるため、支持構造体10と加硫接着剤2との間の馴染みが良好となり、その結果、特定の化学構造または特定の物性を有する樹脂を含む支持構造体を使用せずに、支持構造体10とトレッド50との間の接着力を確保することができる。これに対して、支持構造体10のタイヤ径方向Xで外側の面のぬれ張力が40mN/m未満である場合または60mN/mを超える場合は、支持構造体10と加硫接着剤2との間の馴染みが不良となり、その結果、特定の化学構造または特定の物性を有する樹脂を含む支持構造体を使用する必要がある。
Here, since the wetting tension of the outer surface of the
支持構造体10のタイヤ径方向Xで外側の面を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、熱可塑性エラストマー、架橋ゴム、その他の樹脂等が挙げられる。
The material forming the outer surface of the
ここで、支持構造体10のタイヤ径方向Xで外側の面を構成する樹脂がウレタン樹脂である場合、加硫接着剤2を、ハロゲン化ポリマーを含む加硫接着剤とすることができる。このとき、加硫接着剤2は、必要に応じて、金属酸化物(受酸剤)をさらに含んでいてもよい。
Here, when the resin constituting the outer surface in the tire radial direction X of the
ウレタン樹脂としては、支持構造体10に使用される公知のウレタン樹脂を用いることができる。また、ハロゲン化ポリマーおよび金属酸化物(受酸剤)としては、それぞれ加硫接着剤に使用される公知のハロゲン化ポリマーおよび金属酸化物(受酸剤)を用いることができる。
A known urethane resin used for the
トレッド用ゴム組成物3は、特に限定されないが、例えば、天然ゴムおよびカーボンブラックを含み、硫黄、シリカ等をさらに含んでいてもよい。ここで、トレッド用ゴム組成物3は、天然ゴムとともに、または、天然ゴムの代わりに、ポリイソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム等の合成ゴムを含んでいてもよい。
Although not particularly limited, the
なお、トレッド用ゴム組成物3は、未加硫ゴム組成物および加硫ゴム組成物のいずれであってもよい。
The
加硫温度は、特に限定されないが、例えば、140℃以上180℃以下である。 The vulcanization temperature is not particularly limited, but is, for example, 140° C. or higher and 180° C. or lower.
支持構造体10のタイヤ径方向Xで外側の面の算術平均粗さRaは、2.0μm以上18.0μm以下であることが好ましく、5.0μm以上18.0μm以下であることがより好ましい。支持構造体10のタイヤ径方向Xで外側の面の算術平均粗さRaが2.0μm以上18.0μm以下であると、支持構造体10とトレッド50との間の接着力が向上する。
The arithmetic mean roughness Ra of the outer surface in the tire radial direction X of the
支持構造体10のタイヤ径方向Xで外側の面の表面粗さを調整する方法としては、特に限定されないが、例えば、バフ処理等が挙げられる。この場合、支持構造体10のバフ処理された側の面を脱脂洗浄することが好ましい。
A method for adjusting the surface roughness of the outer surface of the
以下、非空気圧タイヤ1(図1参照)の構造の詳細について説明する。図1は、本実施形態の非空気圧タイヤ1をタイヤ回転軸(タイヤ子午線)と平行な方向、すなわち図1で紙面表裏方向に沿う方向から側面視した側面図である。図1に示す非空気圧タイヤ1は、無荷重状態である。図3は、図1のII-II断面図である。図4は、図3に示す部分を斜めから見た非空気圧タイヤ1の一部斜視図である。 The details of the structure of the non-pneumatic tire 1 (see FIG. 1) will be described below. FIG. 1 is a side view of the non-pneumatic tire 1 of the present embodiment viewed from a direction parallel to the tire rotation axis (tire meridian), that is, from a direction along the front and back direction of the paper in FIG. The non-pneumatic tire 1 shown in FIG. 1 is in an unloaded state. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. FIG. 4 is a partial perspective view of the non-pneumatic tire 1, obliquely viewing the portion shown in FIG.
図1および図4において、矢印Cはタイヤ周方向を示している。図1、図3および図4において、矢印Xはタイヤ径方向を示している。図3および図4において、矢印Yはタイヤ幅方向を示している。図1においてのタイヤ幅方向Yは、紙面表裏方向である。図3の符号Eは、タイヤ赤道面である。図3においてのタイヤ周方向Cは、紙面表裏方向である。 1 and 4, arrow C indicates the tire circumferential direction. 1, 3 and 4, the arrow X indicates the tire radial direction. 3 and 4, arrow Y indicates the tire width direction. The tire width direction Y in FIG. 1 is the front-back direction of the paper surface. Symbol E in FIG. 3 is the tire equatorial plane. The tire circumferential direction C in FIG. 3 is the front-back direction of the paper surface.
タイヤ周方向Cは、タイヤ回転軸周りの方向であって非空気圧タイヤ1が回転する方向と同一の方向である。タイヤ径方向Xは、タイヤ回転軸に垂直な方向である。タイヤ幅方向Yは、タイヤ回転軸と平行な方向である。図3および図4においては、タイヤ幅方向Yの一方側をY1として示し、タイヤ幅方向Yの他方側をY2として示している。図3に示すタイヤ赤道面Eは、タイヤ回転軸に直交する面で、かつ、タイヤ幅方向Yの中心に位置する面である。 The tire circumferential direction C is the direction around the tire rotation axis and the same direction as the direction in which the non-pneumatic tire 1 rotates. The tire radial direction X is a direction perpendicular to the tire rotation axis. The tire width direction Y is a direction parallel to the tire rotation axis. 3 and 4, one side in the tire width direction Y is indicated as Y1, and the other side in the tire width direction Y is indicated as Y2. The tire equatorial plane E shown in FIG. 3 is a plane orthogonal to the tire rotation axis and located at the center in the tire width direction Y. As shown in FIG.
本実施形態の非空気圧タイヤ1は、内側環状部20と、外側環状部30と、複数のスポーク40を有する支持構造体10と、トレッド50と、を備える。このため、支持構造体10のタイヤ径方向Xで外側の面は、外側環状部30のタイヤ径方向Xで外側の面である。
The non-pneumatic tire 1 of this embodiment comprises an inner
なお、以下において、内側環状部20および外側環状部30の厚みとは、タイヤ径方向Xに沿った方向の寸法である。内側環状部20および外側環状部30の幅とは、図3に示すタイヤ幅方向Yに沿った方向の寸法である。
In the following, the thickness of the inner
内側環状部20は、非空気圧タイヤ1の内周部を構成するタイヤ周方向Cに沿った環状の部分である。内側環状部20の厚みおよび幅は、ユニフォミティを向上させるために一定に設定される。内側環状部20の内周側の空間に、図示しないタイヤホイールが配置される。そのタイヤホイールのリムの外周部に、内側環状部20の内周部が嵌合して装着される。内側環状部20がリムに装着されて、非空気圧タイヤ1は当該タイヤホイールに装着される。内側環状部20の内周面には、当該リムとの嵌合のために、凸部や溝等で構成される嵌合部が設けられる場合がある。
The inner
内側環状部20は、例えば、弾性を有する樹脂材料によって形成することができるが、材料は樹脂に限定されない。
The inner
内側環状部20は、上記タイヤホイールの回転をスポーク40および外側環状部30に伝達する。内側環状部20の厚みは、スポーク40に回転力を十分に伝達する機能を満たしつつ、軽量化および耐久性も得られる観点から決定される。内側環状部20の厚みは、特に限定されないが、例えば、図3に示すタイヤ断面高さHの2%以上7%以下であることが好ましく、3%以上6%以下であることがより好ましい。
The inner
内側環状部20の内径は、非空気圧タイヤ1が装着されるタイヤホイールのリムの寸法や車両の用途等に応じて決定される。例えば、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、内側環状部20の内径は、例えば、250mm以上500mm以下といった寸法が挙げられるが、これに限定されない。
The inner diameter of the inner
内側環状部20の幅は、非空気圧タイヤ1が装着される車両の用途や車軸の長さ等に応じて適宜決定される。例えば、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、内側環状部20の幅は、100mm以上300mm以下といった寸法が挙げられるが、これに限定されない。
The width of the inner
外側環状部30は、非空気圧タイヤ1の外周部を構成するタイヤ周方向Cに沿った環状の部分である。外側環状部30は、内側環状部20の外周側に、内側環状部20と同心状に配置される。外側環状部30の厚みおよび幅は、ユニフォミティを向上させるために一定に設定される。
The outer
外側環状部30は、内側環状部20およびスポーク40の回転を、トレッド50を介して路面に伝達する。外側環状部30の厚みは、スポーク40から路面に回転力を十分に伝達する機能を満たしつつ、軽量化および耐久性も得られる観点から決定される。外側環状部30の厚みは、特に限定されないが、例えば、図3に示すタイヤ断面高さHの2%以上7%以下であることが好ましく、2%以上5%以下であることがより好ましい。
Outer
外側環状部30の内径は、非空気圧タイヤ1が装着されるタイヤホイールのリムの寸法や車両の用途等に応じて適宜決定される。例えば、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、外側環状部30の内径は、420mm以上750mm以下といった寸法が挙げられるが、これに限定されない。
The inner diameter of the outer
外側環状部30の幅は、非空気圧タイヤ1が装着される車両の用途等に応じて適宜決定される。例えば、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、外側環状部30の幅は、100mm以上300mm以下といった寸法が挙げられるが、これに限定されない。
The width of the outer
複数のスポーク40は、内側環状部20と外側環状部30とを連結する。複数のスポーク40で連結された内側環状部20と外側環状部30とは、互いに同心状に配置される。複数のスポーク40のそれぞれは、タイヤ周方向Cに沿って各々独立して配列される。図1に示すように、複数のスポーク40は、非空気圧タイヤ1が無荷重状態では、側面視した場合においてタイヤ径方向Xと略平行でラジアル方向に直線状に延びている。
A plurality of
図3および図4に示すように、本実施形態の複数のスポーク40は、複数の第1のスポーク41と、複数の第2のスポーク42と、を含む。第1のスポーク41および第2のスポーク42のいずれも、その延在方向は、タイヤ周方向Cに沿った方向で見た場合において、タイヤ径方向Xとは平行ではない。第1のスポーク41は、タイヤ軸方向すなわちタイヤ幅方向Yの一方側へ傾斜している。第2のスポーク42は、第1のスポーク41とは反対側へ傾斜している。第1のスポーク41と第2のスポーク42とは、タイヤ周方向Cに交互に配置されている。
As shown in FIGS. 3 and 4 , the plurality of
詳しくは、図3および図4に示すように、第1のスポーク41は、外側環状部30のタイヤ幅方向Yの一方側であるY1側から、内側環状部20のタイヤ幅方向Yの他方側であるY2側へ向かって傾斜して延びている。第2のスポーク42は、外側環状部30のタイヤ幅方向Yの他方側であるY2側から、内側環状部20のタイヤ幅方向Yの一方側であるY1側へ向かって傾斜して延びている。
Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4 , the
第1のスポーク41および第2のスポーク42の傾斜角度は同じである。このため、タイヤ周方向Cに隣接する第1のスポーク41と第2のスポーク42とは、タイヤ周方向Cに沿う方向から見た場合、略X字状に配置されている。図3に示すように、第1のスポーク41および第2のスポーク42は、タイヤ幅方向Yに対して角度θで傾斜しており、その角度θは、例えば、15°以上50°以下であることが好ましい。
The inclination angles of the first spoke 41 and the second spoke 42 are the same. Therefore, the first spoke 41 and the second spoke 42 adjacent to each other in the tire circumferential direction C are arranged in a substantially X shape when viewed along the tire circumferential direction C. As shown in FIG. As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、タイヤ周方向Cに沿う方向から見た状態での第1のスポーク41および第2のスポーク42のそれぞれは、タイヤ赤道面Eに対して対称な同一形状である。したがって、以下においては、第1のスポーク41および第2のスポーク42を区別する必要がなく、まとめて説明できる場合には、第1のスポーク41および第2のスポーク42を、スポーク40と総称する。
As shown in FIG. 3 , each of the
スポーク40は、板状であって、内側環状部20から外側環状部30に向けて、上記のように角度θの角度で斜めに延びている。図4に示すように、スポーク40は、タイヤ周方向に沿った板厚tが、板幅wよりも小さく、板厚tの方向がタイヤ周方向Cに沿っている。すなわち、スポーク40は、タイヤ径方向Xおよびタイヤ幅方向Yの面内に沿って延びる板状に形成されている。なお、ここでいう板幅wは、図3にも示すように、スポーク40をタイヤ周方向Cに沿う方向から見た場合での、スポーク40が延在する傾斜方向に直交する方向の寸法である。本実施形態においては、全てのスポーク40の板厚tは同じである。また、全てのスポーク40の板幅wは同じである。
The
スポーク40は、長尺板状であるため、板厚tを薄くしても、板幅wを広く設定することによってスポーク40の耐久性を向上させることができる。さらに、板厚tを薄くしてスポーク40の数を増やすことにより、非空気圧タイヤ1全体の剛性を維持しつつ、タイヤ周方向Cに隣接するスポーク40の間の間隔を小さくできる。これによって、スポーク40によるタイヤ転動時の接地圧が分散し、接地圧を小さくできる。
Since the
なお、本実施形態のスポーク40は、側面視においてタイヤ径方向Xと平行であるが、スポーク40は、側面視においてタイヤ径方向Xと交差するようにタイヤ径方向Xに対し斜めに配置されてもよい。
Although the
図3および図4に示すように、第1のスポーク41は、内側環状部20のタイヤ幅方向Y2側に接続する第1の内側接続部411と、外側環状部30のタイヤ幅方向Y1側に接続する第1の外側接続部412と、を有する。第2のスポーク42は、内側環状部20のタイヤ幅方向Y1側に接続する第2の内側接続部421と、外側環状部30のタイヤ幅方向Y2側に接続する第2の外側接続部422と、を有する。第1の外側接続部412および第2の外側接続部422のそれぞれは、本実施形態における、外側環状部30に接続されるスポーク40の接続部の一例である。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図3に示すように、第1のスポーク41の第1の内側接続部411は、内側環状部20に近付くにつれてタイヤ幅方向Yに沿って広がる形状を有している。第1の内側接続部411のタイヤ幅方向Y2側の側面411aは、内側環状部20のタイヤ幅方向Y2側の端部20bまでなだらかに湾曲しながら延びている。第1の内側接続部411のタイヤ幅方向Y1側の側面411bは、内側環状部20のタイヤ赤道面Eの位置までタイヤ幅方向Y1側に向かって湾曲して延びている。
As shown in FIG. 3 , the first inner connecting
第1のスポーク41の第1の外側接続部412は、第1の内側接続部411と同様の形状であって、外側環状部30に近付くにつれてタイヤ幅方向に沿って広がる形状を有している。第1の外側接続部412のタイヤ幅方向Y1側の側面412aは、外側環状部30のタイヤ幅方向Y1側の端部30aまで、なだらかに湾曲しながら延びている。第1の外側接続部412のタイヤ幅方向Y2側の側面412bは、外側環状部30のタイヤ赤道面Eの位置まで、タイヤ幅方向Y2側に向かって湾曲して延びている。
The first outer connecting
第1の内側接続部411は、内側環状部20のタイヤ幅方向Y2側の半分の領域に設けられている。第1の外側接続部412は、外側環状部30のタイヤ幅方向Y1側の半分の領域に設けられている。
The first
図3に示すように、第2のスポーク42の第2の内側接続部421は、内側環状部20に近付くにつれて、タイヤ幅方向Yに沿って広がる形状を有している。第2の内側接続部421のタイヤ幅方向Y1側の側面421aは、内側環状部20のタイヤ幅方向Y1側の端部20aまで、なだらかに湾曲しながら延びている。第2の内側接続部421のタイヤ幅方向Y2側の側面421bは、内側環状部20のタイヤ赤道面Eの位置まで、タイヤ幅方向Y2側に向かって湾曲して延びている。
As shown in FIG. 3 , the second inner connecting
第2のスポーク42の第2の外側接続部422は、第2の内側接続部421と同様の形状であって、外側環状部30に近付くにつれて、タイヤ幅方向に沿って広がる形状を有している。第2の外側接続部422のタイヤ幅方向Y2側の側面422aは、外側環状部30のタイヤ幅方向Y2側の端部30bまで、なだらかに湾曲しながら延びている。第2の外側接続部422のタイヤ幅方向Y1側の側面422bは、外側環状部30のタイヤ赤道面Eの位置まで、タイヤ幅方向Y1側に向かって湾曲して延びている。
The second outer connecting
第2の内側接続部421は、内側環状部20のタイヤ幅方向Y1側の半分の領域に設けられている。第2の外側接続部422は、外側環状部30のタイヤ幅方向Y2側の半分の領域に設けられている。
The second inner connecting
上述したように、本実施形態の全てのスポーク40の板厚tは同じである。板厚tの寸法は特に限定されないが、スポーク40が内側環状部20および外側環状部30からの回転力を十分受けつつ、荷重を受けた際には適度に撓み変形が可能なようにする上で、1mm以上30mm以下であることが好ましく、5mm以上25mm以下であることがより好ましい。
As described above, all the
上述したように、本実施形態の全てのスポーク40の板幅wは同じである。スポーク40の板幅wは特に限定されないが、内側環状部20および外側環状部30からの回転力を十分受けつつ、荷重を受けた際には適度に撓み変形が可能なようにする上で、5mm以上25mm以下であることが好ましく、10mm以上20mm以下であることがより好ましい。また、板幅wは、耐久性を向上させつつ接地圧を分散させ得る観点から、板厚tの110%以上であることが好ましく、115%以上であることがより好ましい。
As described above, all the
スポーク40の数としては、車両からの荷重を十分支持しつつ、軽量化が可能で、動力伝達性および耐久性の向上をともに図ることを可能とする観点から、80個以上300個以下であることが好ましく、100個以上200個以下であることがより好ましい。
The number of
スポーク40のタイヤ径方向Xの寸法は、26.8mm以上357.5mm以下といった寸法が挙げられるが、これに限定されない。
The dimension of the
スポーク40は、下記に挙げる弾性材料によって形成することができる。まず、その弾性材料の特性としては、十分な耐久性を確保しながら、適度な剛性を付与する観点から、JIS K7312:1996に準じて行う引張試験を行った際の10%伸び時の引張応力から算出されるヤング率が、50MPa以上120MPa以下であることが好ましく、70MPa以上105MPa以下であることがより好ましい。
スポーク40のヤング率が50MPaを下回る場合、十分な剛性が得られず、タイヤ周方向Cに隣接するスポーク40どうしが接触する可能性がある。一方、スポーク40のヤング率が120MPaを上回る場合、過度に剛性が高くなり、乗り心地が悪化する。
If the Young's modulus of the
スポーク40の母材として用いられる弾性材料としては、熱可塑性エラストマー、架橋ゴム、その他の樹脂が挙げられる。
Examples of the elastic material used as the base material of the
熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステルエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリスチレンエラストマー、ポリ塩化ビニルエラストマー、ポリウレタンエラストマー等が例示される。 Examples of thermoplastic elastomers include polyester elastomers, polyolefin elastomers, polyamide elastomers, polystyrene elastomers, polyvinyl chloride elastomers, polyurethane elastomers, and the like.
架橋ゴムを構成するゴム材料としては、天然ゴムおよび合成ゴムのいずれを使用することもできる。合成ゴムとしては、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IIR)、ニトリルゴム(NBR)、水素添加ニトリルゴム(水添NBR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、フッ素ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム等が例示される。これらのゴム材料は、必要に応じて2種以上を併用してもよい。 Either natural rubber or synthetic rubber can be used as the rubber material constituting the crosslinked rubber. Synthetic rubbers include styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IIR), nitrile rubber (NBR), hydrogenated nitrile rubber (hydrogenated NBR), chloroprene rubber (CR), ethylene propylene rubber ( EPDM), fluorine rubber, silicone rubber, acrylic rubber, urethane rubber, and the like. These rubber materials may be used in combination of two or more as needed.
その他の樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。 Other resins include thermoplastic resins and thermosetting resins. Examples of thermoplastic resins include polyethylene resins, polystyrene resins, and polyvinyl chloride resins. Thermosetting resins include epoxy resins, phenol resins, polyurethane resins, silicone resins, polyimide resins, melamine resins, and the like.
スポーク40には、上記の弾性材料のうち、成形、加工性およびコストの観点から、ウレタン樹脂が好ましく用いられる。なお、弾性材料としては、発泡材料を使用することもできる。すなわち、上記の熱可塑性エラストマー、架橋ゴム、その他の樹脂を発泡させたものを使用することができる。
Among the above elastic materials, urethane resin is preferably used for the
なお、スポーク40の母材として用いられる弾性材料は、補強繊維により補強されていてもよい。補強繊維としては、長繊維、短繊維、織布、不織布等が挙げられる。補強繊維の種類としては、レーヨンコード、ナイロン-6,6等のポリアミドコード、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルコード、アラミドコード、ガラス繊維コード、カーボンファイバー、スチールコード等が挙げられる。
The elastic material used as the base material of the
なお、弾性材料の補強は、補強繊維による補強に限らない。例えば、粒状フィラーの添加による補強が行われてもよい。添加される粒状フィラーとしては、カーボンブラック、シリカ、アルミナ等のセラミックス、その他の無機材料のフィラー等が挙げられる。 Reinforcement of the elastic material is not limited to reinforcement with reinforcing fibers. For example, reinforcement by the addition of particulate fillers may be provided. Granular fillers to be added include carbon black, silica, ceramics such as alumina, fillers of other inorganic materials, and the like.
ところで、上述した内側環状部20および外側環状部30は、スポーク40と同じ樹脂材料で形成されることが好ましく、その場合には、例えば、注型成形法によって、内側環状部20、外側環状部30およびスポーク40を一体成形することができる。
By the way, the inner
トレッド50は、外側環状部30の外周面に設けられており、非空気圧タイヤ1の最外周部分を構成する。トレッド50は、前述したように、支持構造体10と、トレッド用ゴム組成物3と、を加硫接着させることにより、形成される。トレッド50は、路面に接地する踏面51を外周面に有する。トレッド50の踏面51には、従来の空気入りタイヤと同様にして、複数の溝および陸部で形成されるトレッドパターンが設けられる。
The
なお、トレッド50は、成分や特性が異なる複数の加硫ゴム層が積層された構成(例えば、2層あるいは3層)であってもよい。
Note that the
また、本実施形態の非空気圧タイヤ1は、さらに不図示の補強層を備えていてもよい。補強層は、外側環状部30に埋設されていてもよい。あるいは、補強層は、外側環状部30とトレッド50との間に設けられていてもよい。補強層は、タイヤ周方向Cに沿って延びる円筒状の層である。
Moreover, the non-pneumatic tire 1 of the present embodiment may further include a reinforcing layer (not shown). The reinforcing layer may be embedded in the outer
補強層は、外側環状部30がタイヤ幅方向Yの中央部でタイヤ径方向Xに撓む座屈の発生を抑制するために、タイヤ全周にわたって均等に配置される。補強層は、例えば、スチール製のコードがタイヤ幅方向Yと概ね平行になるように配置されて構成される。補強層として、円筒状の金属製リング、高モジュラス樹脂製リング等が用いられてもよい。例えば、補強層として、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)等の繊維強化プラスチック(FRP)製リングが用いられてもよい。
The reinforcing layer is evenly arranged over the entire circumference of the tire in order to suppress the occurrence of buckling in which the outer
補強層が設けられることにより、非空気圧タイヤ1の剛性が確保され、路面に対するトレッド50の接地性が向上する。
By providing the reinforcing layer, the rigidity of the non-pneumatic tire 1 is ensured, and the ground contact of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨の範囲内で、上記の実施形態を適宜変更してもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and the above embodiments may be changed as appropriate within the scope of the present invention.
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、実施例に限定されるものではない。なお、非空気圧タイヤを用いて、支持構造体とトレッドゴムとの間の接着力を直接測定することが困難であるため、非空気圧タイヤを模した試験片を用いて、接着力を測定した。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the examples. Since it is difficult to directly measure the adhesion between the support structure and the tread rubber using a non-pneumatic tire, a test piece simulating a non-pneumatic tire was used to measure the adhesion.
[実施例1]
幅100mm、長さ200mm、厚さ2.0mmのウレタン樹脂シートの一方の端部から長さ100mmの接着領域を、粒度#80のサンディングベルトおよびベルトサンダーを用いて、算術平均粗さRaが10.2μmとなるように、バフ処理した。次に、接着領域をエアーブローした後、エタノールで脱脂洗浄した。次に、低周波コロナ処理装置マルチダイン(ナビタスマシナリー製)を用いて、処理速度4.8m/minで接着領域をコロナ処理した。次に、刷毛を用いて、ハロゲン化ポリマーおよび金属酸化物(受酸剤)を含む加硫接着剤を接着領域に塗布した後、80℃で10分乾燥させた。ここで、加硫接着剤として、Chemlok(登録商標) 6108S(LOAD製)(加硫接着剤A)およびメタロックPH-50(東洋化学研究所製)(加硫接着剤B)を用いた。次に、未加硫ゴム組成物を接着領域に貼着させた後、加圧圧力1MPa、加熱温度140℃、加熱加圧時間36分の条件で加硫接着させた。次に、幅25mm、長さ150mmに切り出し、試験片を得た。
[Example 1]
A urethane resin sheet having a width of 100 mm, a length of 200 mm, and a thickness of 2.0 mm was coated with a sanding belt having a particle size of #80 and a belt sander from one end of a urethane resin sheet with a length of 100 mm. A buffing process was carried out so as to obtain a thickness of 0.2 μm. Next, after air blowing the bonding area, it was degreased and washed with ethanol. Next, using a low-frequency corona treatment device Multidyne (manufactured by Navitas Machinery), the adhesion area was corona-treated at a treatment speed of 4.8 m/min. A vulcanized adhesive containing a halogenated polymer and a metal oxide (acid acceptor) was then applied to the adhesive area using a brush and then dried at 80° C. for 10 minutes. Chemlok (registered trademark) 6108S (manufactured by LOAD) (vulcanized adhesive A) and Metalloc PH-50 (manufactured by Toyo Kagaku Kenkyusho) (vulcanized adhesive B) were used as vulcanizing adhesives. Next, after the unvulcanized rubber composition was adhered to the adhesion region, vulcanization adhesion was performed under the conditions of a pressure of 1 MPa, a heating temperature of 140° C., and a heating and pressing time of 36 minutes. Next, it was cut into a width of 25 mm and a length of 150 mm to obtain a test piece.
[実施例2]
ウレタン樹脂シートの一方の端部から長さ100mmを接着領域とし、接着領域をコロナ処理する代わりに、表面処理装置プラズマダイン(ナビタスマシナリー製)を用いて、処理速度3.6m/minでプラズマ処理した以外は、実施例1と同様にして、試験片を得た。
[Example 2]
A 100 mm long adhesive area from one end of the urethane resin sheet is treated with plasma at a treatment speed of 3.6 m/min using a surface treatment apparatus Plasmadyne (manufactured by Navitas Machinery) instead of corona treatment of the adhesive area. A test piece was obtained in the same manner as in Example 1, except that
[実施例3]
ウレタン樹脂シートの一方の端部から長さ100mmを接着領域とし、接着領域をコロナ処理する代わりに、表面改質装置エアープラズマ(春日電機製)を用いて、処理速度2.0m/minでプラズマ処理した以外は、実施例1と同様にして、試験片を得た。
[Example 3]
A 100 mm long adhesive area from one end of the urethane resin sheet was treated with a surface modification device, Air Plasma (manufactured by Kasuga Denki Co., Ltd.), instead of performing corona treatment on the adhesive area. A test piece was obtained in the same manner as in Example 1, except that it was treated.
[比較例1]
接着領域をコロナ処理しなかった以外は、実施例1と同様にして、試験片を得た。
[Comparative Example 1]
A test piece was obtained in the same manner as in Example 1, except that the adhesive area was not corona treated.
[接着領域の算術平均粗さRa]
接触式の表面粗さ計を用いて、接着領域の算術平均粗さRaを測定した。
[Arithmetic mean roughness Ra of adhesive region]
The arithmetic mean roughness Ra of the adhesion region was measured using a contact-type surface roughness meter.
[接着領域のぬれ張力]
JIS K6768:1999に準拠して、コロナ処理またはプラズマ処理された接着領域のぬれ張力を測定した。
[Wetting Tension of Adhesive Area]
The wetting tension of the corona-treated or plasma-treated adhesive areas was measured according to JIS K6768:1999.
[T型剥離試験]
JIS K6854-3:1999を参考にして、T型剥離試験を室温で実施し、試験片の平均剥離力を測定した。
[T-type peel test]
With reference to JIS K6854-3:1999, a T-type peel test was performed at room temperature to measure the average peel strength of the test piece.
表1に、試験片の作製条件および平均剥離力の測定結果を示す。
表1から、実施例1~3の試験片は、加硫接着剤AおよびBのいずれを用いた場合も、平均剥離力が高いことがわかる。これに対して、比較例1の試験片は、ウレタン樹脂シートが表面改質されていないため、加硫接着剤AおよびBのいずれを用いた場合も、平均剥離力が低い。 From Table 1, it can be seen that the test pieces of Examples 1 to 3 have high average peel strength regardless of whether vulcanized adhesive A or B is used. On the other hand, in the test piece of Comparative Example 1, since the surface of the urethane resin sheet was not modified, the average peel strength was low regardless of whether the vulcanized adhesive A or B was used.
1 非空気圧タイヤ
1A 非空気圧タイヤの前駆体
2 加硫接着剤
3 トレッド用ゴム組成物
10 支持構造体
20 内側環状部
20a、20b 端部
30 外側環状部
30a、30b 端部
40 スポーク
41 第1のスポーク
42 第2のスポーク
411 第1の内側接続部
411a、411b 側面
412 第1の外側接続部
412a、412b 側面
421 第2の内側接続部
421a、421b 側面
422 第2の外側接続部
422a、422b 側面
50 トレッド
51 踏面
60 加硫装置
61 下型
62 上型
63、64 セグメント
63a、64a 成形面
65、66 パッキン
C タイヤ周方向
E タイヤ赤道面
O 軸心
X タイヤ径方向
Y タイヤ幅方向
REFERENCE SIGNS LIST 1 non-pneumatic tire 1A precursor of
Claims (3)
前記支持構造体の前記タイヤ径方向で外側の面を、ぬれ張力が40mN/m以上60mN/m以下になるように表面改質する工程と、
前記支持構造体の表面改質された面に加硫接着剤を塗布する工程と、
前記加硫接着剤が塗布された支持構造体と、トレッド用ゴム組成物と、を加硫接着させる工程を含む、非空気圧タイヤの製造方法。 A method for manufacturing a non-pneumatic tire comprising a support structure containing a resin and a tread positioned radially outwardly of the support structure and extending along the tire circumferential direction, the method comprising:
a step of surface-modifying the outer surface of the support structure in the tire radial direction so that the wet tension is 40 mN/m or more and 60 mN/m or less;
applying a vulcanizing adhesive to the surface-modified surface of the support structure;
A method for manufacturing a non-pneumatic tire, comprising a step of vulcanizing and bonding a support structure coated with the vulcanizing adhesive and a tread rubber composition.
前記加硫接着剤は、ハロゲン化ポリマーを含む、請求項1または2に記載の非空気圧タイヤの製造方法。 The resin is a urethane resin,
3. A method for manufacturing a non-pneumatic tire according to claim 1 or 2, wherein the vulcanizing adhesive comprises a halogenated polymer.
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